【材料】第十章工艺路线

1、机械零件的选材及热处置工艺.引言在机械零件的设计与制造过程中，如何合理地选择和运用金属资料是一项非常重要的任务。由于设计时不仅要思索资料的性能可以顺应零件的任务条件，使零件经久耐用，而且还要求资料具有较好的加工工艺性能和经济性，以便提高零件的消费率，降低本钱，减少耗费等。 .机械零件的选材及热处置工艺一、选材的普通原那么二、热处置技术条件的标注三、热处置与切削加工性的关系四、典型零件选材及热处置工艺分析.一、选材的普通原那么1资料的机械性能： 2. 资料的工艺性能： 3. 资料的经济性 .1资料的机械性能 在设计零件并进展选材时，应根据零件的任务条件和损坏方式找出所选资料主要机械性能目的，查手

2、册找出适宜其性能要求的资料，这是保证零件经久耐用的先决条件。 如：一些轴类零件，任务条件受力情况是交变弯曲应力，改动应力，冲击负荷、磨损。主要损坏方式是疲劳破析、过度磨损，要求的主要机械性能目的是屈服强度。 因此，这些机械性能目的经常成为资料选用的主要根据。而且同时还应思索到短时过载、光滑浪、资料内部缺陷等要素的影响。 .2. 资料的工艺性能铸造性能：包括流动性、收缩、偏析、吸气性等。锻造性能：包括可锻性塑性与变形抗力的综合、抗氧化性、冷镦性、锻后冷却要求等。机械加工性：包括光洁度，切削加工性等。焊接性能：包括构成冷裂或热裂的倾向、构成气孔的倾向等。热处置工艺性：包括淬透性、变形开裂倾向、过热

3、敏感性、回火脆性倾向、氧化脱碳倾向。.3. 资料的经济性在满足运用性能的前提下，选用零件资料时还应留意降低零件的总本钱。零件的总本钱包括资料本身的价钱和与消费有关的其它一切费用。在金属资料中，碳钢和铸铸铁的价钱是比较低廉的，因此在满足零件机械性能的前提下选用碳钢的铸铁尤其是球墨铸铁，不仅具有较好的加工工艺性能，而且可降低本钱。.二、热处置技术条件的标注设计者应根据零件的任务特性，提出热处置技术条件热处置零件普通在图纸上都以硬度作为热处置技术条件，对于渗碳的零件那么还应标注渗碳深度。某些要求性能较高的零件那么还需标注其它机械性能目的。此外，在标注硬度的同时要写出相应的热处置工艺称号，如调质、淬火

4、回火、高频淬火等，在标注硬度范围时，其动摇范围为HRC在5个单位左右，HB在2040个单位左右。 采用不同热处置方法时，图纸上的标注方法不同。 .三、热处置与切削加工性的关系资料的切削加工性的好坏，经常用资料被切削的难易程度、资料被切削后的外表光洁度以及刀具寿命等几方面情况来衡量。 实际证明，在切削加工时，为了不致发生“粘刀景象和使刀具严重磨损，经过金相组织控制钢的硬度范围是必要的，为了使钢具有良好的切削加工性，普通希望硬度控制在HB170230，调低形状的中碳钢为了改善外表光洁度可将硬度提高到HB250，但将使普通刀具遭到严重磨损。 .四、典型零件选材及热处置工艺分析1.轴的任务条件失效方式

5、及对性能的要求2. 轴的选材及热处置.1.轴的任务条件失效方式及对性能的要求以轴类零件为例：1.轴的任务条件失效方式及对性能的要求：轴主要是起支承传动零件并传送扭矩，任务条件 接受高变改动载荷、高变弯曲载荷或拉一压载荷； 部分轴颈、花键等处接受磨擦和磨损； 特殊条件下受温度或介质作用。轴的主要失效方式是疲劳断裂和转颈处磨损，有时也发生冲击过载断裂，个别情况下发生塑性变形或腐蚀失效。.C620车床主轴简图 .轴的失效方式 转轴弯曲疲劳断口形貌直升飞机螺旋桨驱动齿轮轴扭断 .轴的失效方式轴颈被埋嵌在轴承中的硬粒子磨损.机械零件的选材及热处置工艺性能要求： 高的疲劳强度，防止疲劳断裂； 优良的综合机

6、械性能，即较高的屈服强度的抗拉强度，较高的韧性，防止塑性变形及过载或冲击载荷下的改动和折断； 部分接受磨擦的部位具有高硬度和耐磨性，防止磨损； 在特殊条件下任务的转的资料应具有特殊性能，如蠕变抗力，耐腐蚀性等。.2. 轴的选材及热处置1机床主轴工艺道路：下料锻造正火粗加工调质精加工部分外表淬火+低温回火精磨废品正火处置可细化组织，调整硬度，改善切削加工性；调质处置可获得高的综合机械性能和疲劳强度；部分外表淬火及低温回火可获得部分高硬度和耐磨性。对于某些机床主轴如铣床主轴，也可用球墨铸铁替代45钢来制造。对于要求高精度、高尺寸稳定性及耐磨性的主轴的镗床主轴，往往用38CrMoAlA钢制造，径调质处置后再进展氮化处置。轴类零件需用的资料有普通碳素钢、优质碳素钢、合金结构钢和球墨铸铁等。.2. 轴的选材及热处置 碳素钢通常是用含碳量0.350.50%的中碳钢，常用的是35、40和45号钢，不重要的或受力小的轴也可用A3、A4和A5钢，对于高转速，重负荷要求耐磨，耐冲击及耐疲劳的轴，应选用40Cr、45Mn或35SiMn、38CrMoAlA